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摘 要

虽然车间的生产调度在我国的研究已日趋成熟，但是由于3D打印刚进入国内，而3D打印制造车间与传统制造车间各个方面存在着明显区别，因此现阶段的3D打印企业的生产调度仍然是一片空白。本文首先调查3D打印的现状及其发展趋势来说明3D打印车间调度研究的必要性，然后基于已有的车间调度方法(数学规划法、彼得罗夫-哈姆算法和palmer算法、智能调度法)来研究适合3D打印车间的调度模式。接着分析无锡飞而康科技责任有限公司生产调度中存在的问题,最后对无锡飞而康科技责任有限公司生产调度进行建模并研究适合其调度的模式来改善EOS设备，表面处理，高温炉热处理，线切割，喷砂，去支撑，清洗，外协加工各个工序间的排序问题，并对其进行比较与选优总结出3D打印车间生产调度方法所应选择的最适宜的算法来提高企业的竞争力，。

关键词：3D打印，生产调度，彼得罗夫-哈姆算法 ，palmer算法

Research on the production scheduling problem in 3D printing manufacturing shop

ABSTRACT

Because 3D printing just enters the country,and it has a clear difference with the traditional manufacturing plant in all respects, Although research workshop production scheduling in our country has matured, at this stage of the 3D printing enterprise production scheduling is still a blank. This article first introduces the meaningof 3D printing,the scheduling of workshop and analyze its prospects. Then I will introduce Feierkang Tech in a brief and point out the problems in its production scheduling. then focuses on solving 3D shop scheduling problem of approach to scheduling problems of powder, EOS equipment and human resources and other constraints using the palmer and Petrov Hamm algorithm, which make the enterprise become stronger. And to compare these types of algorithms and choose good program, to summarize the most appropriate algorithm for 3D printing workshop production scheduling method should be selected.

Key Words:3D printing; Production Scheduling; Petrov-Ham algorithm; Palmer algorithm

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第1章 绪论 1

1.1 3D打印车间调度的现状与发展趋势 1

1.2国内外学者对于车间调度的研究 1

1.3论文的研究内容 3

第2章 车间生产的调度方法研究 4

2.1 传统的优化理论与方法 4

2.2 启发式方法 4

2.3 车间生产调度方法的比较及其评价 9

第3章 公司的现状 11

3.1公司介绍 11

3.2公司车间调度存在的问题 12

第4章 3D打印车间调度分析 15

4.1 3D车间生产调度建模 15

4.2 3D车间生产调度模型求解 17

4.2.1 基于palmer算法工件排序问题模型求解 17

4.2.2基于彼得罗夫-哈姆算法零件排序问题求解 18

4.3 总结 21

第5章 结论 23

参考文献 24

第1章 绪论

1.1 3D打印车间调度的现状与发展趋势

最近一段时间以来3D打印技术进入人们视线并得到了人们的普遍关注,其给人类各方面带来巨大的影响，3D打印可以在几个小时就能打印一种复杂的产品，节约许多传统机器所需的加工时间。3D 打印机可以用钛粉，铝粉，不锈钢，锌粉等各种粉末打印出各种传统机器无法打印或花费许多成本才能打印出的产品，3D技术人员使用CAD设计所需打印产品的形状，不管设计的是飞机零部件还是工艺品还是医疗器械，然后通过3D打印机进行激光烧结便能打印出技术人员所设计的产品，再经过几个后处理工序便能提供给客户所要求的产品。3D打印技术基本原理是首先形成所要生产产品的的较为复杂的其中一个面的形状，然后纵向连续的叠加，最终形成产品。3D打印技术最早出现在19世纪末期， 1986年，美国科学家胡尔制造出了世界上最早的3D打印机，刚开始3D打印机技术还不成熟，仅能当做奢侈品被贵族使用，价格十分高昂，并且打印能力也很有限，仅能打印几类不同的产品，比如珠宝、厨房用具等产品。 随着社会的发展与科技的不断进步，现在的3D打印机已经能打印出形形色色的产品，比如飞机部件、医疗设备、工艺品、机器零部件等，还可以应用在一些很有想象力和纪念意义的产品打印上。如今我国的传统制造业已然遇到了瓶颈，3D打印技术却可以给我国制造业带来革命性变革。3D打印的生产车间是整个企业的核心，一个好的车间生产调度模式直接影响到企业的生产效率，甚至能够影响企业的兴衰存亡。虽然车间的生产调度在我国的研究已日趋成熟，但是由于3D打印刚进入国内，而3D打印制造车间与传统制造车间各个方面存在着明显区别，因此现阶段3D打印企业的生产调度仍然是一片空白。

1.2国内外学者对于车间调度的研究

车间的调度模式会直接影响到3D打印车间生产的效率。国内研究人员对生产调度的研究逐渐深入，朱钒等^[1]提到需要加快对动态的规模较大较为复杂动态系统的研究，提高算法性能以及加深对理论结合实际的研究；周巍^[2]运用面向成组技术的启发式方法得到调度问题中排序问题的较为简单而准确的方法及提出面向成组技术偏向块生产单元设计方案减少运输时间缩短零件加工周期并且运用SQL2000进行了系统设计；杨敬送^[3]对遗传算法和模拟退火算法进行研究比较，由此得出了遗传算法是解决车间调度问题的有效方法，而其中混合遗传算法更加精确; 许争^[4]运用优化后的启发式算法解决了更接近实际问题的多资源约束下的生产调度问题；芮执元等^[5]混合柔性流水车间多种工艺路线的生产调度问题,通过对遗传算法加以改进,把改进后的遗传算法(SGA)和改进的模拟退火算法(SA)相结合,最后得到高效的混合优化算法；林屾^[6]通过改进的微粒群优化算法解决了切花实际的动态情况的生产调度问题；何利^[9]开发了生产管理与调度系统，实现产品的智能调度；蔡兰^[10]研究了模糊层次分析方法,并基于模糊层次分析法建立了制造业生产调度评估系统，不仅能够合理对企业资源进行调度,降低了成本,并且使车间运行效率大为增加,提高了企业的市场应变能力；刘晓霞等^[11]将遗传算法和模拟退火算法结合起来解决了多资源生产车间的调度优化问题，并与国内外算法进行比较，证明了其在多资源生产车间的调度中的优越性；莫建亮^[13]选择将MRP Ⅱ与TOC结合起来，形成基于成组技术的生产计划管理体系；贺成志^[14]采用Visual Basic 6.0和SQL Server2000,设计出生产信息管理系统，在实际应用中效果显著；陈冬^[15]应用甘特图的手工调节的方法,解决了其移动过程中的技术难点,并对甘特图手工调节过程进行了编程；周安阳^[16]研究改进后的免疫算法并对其进行仿真实验，得出这一算法无论在算法的成熟性还是在受连续上都具有明显的优越性；王海宁^[17]等开发了实时排程模式下的车间生产调度系统，实现了智能调度。

在国外，Valencia和Rabadi^[7]在使用agent原理对具有固定交货期生产作业计划问题做了基础的研究；Zegordi等^[8]运用模拟退火法得出解决流水生产作业计划问题的最优解。

1.3论文的研究内容

研究原有3D车间调度的不合理不经济之处，研究车间调度优化的方法。此外，以改善车间调度为目标，设计研究出一种适合3D车间能够提高生产率的调度方案。

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